第六章-糖代謝

1、第四章第四章糖糖 代代 謝謝溫州醫(yī)學(xué)院生化教研室溫州醫(yī)學(xué)院生化教研室李春洋李春洋v糖糖是一類化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮及其衍生物的有機(jī)化合物。是一類化學(xué)本質(zhì)為多羥醛或多羥酮及其衍生物的有機(jī)化合物。v糖在生命過程中的主要作用是提供碳源和能源，人體所需能量糖在生命過程中的主要作用是提供碳源和能源，人體所需能量的的505070%70%來(lái)自于糖。食物中的糖類主要是來(lái)自于糖。食物中的糖類主要是淀粉淀粉，體內(nèi)的主要以，體內(nèi)的主要以葡萄糖葡萄糖和和糖原糖原兩種形式存在。兩種形式存在。v糖與一些非糖物質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物成為體內(nèi)一些具有重要的生理糖與一些非糖物質(zhì)結(jié)合成復(fù)合物成為體內(nèi)一些具有重要的生理功能的物質(zhì)，如：糖

2、蛋白、糖脂、蛋白聚糖、核糖（脫氧核糖）功能的物質(zhì)，如：糖蛋白、糖脂、蛋白聚糖、核糖（脫氧核糖）等。等。v葡萄糖在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成多種非糖物質(zhì)；一些非糖物質(zhì)又可以轉(zhuǎn)變葡萄糖在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成多種非糖物質(zhì)；一些非糖物質(zhì)又可以轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。為葡萄糖。第一?jié)第一節(jié)概概 述述v糖的主要生理功能是氧化供能糖的主要生理功能是氧化供能v糖的消化吸收主要在小腸進(jìn)行糖的消化吸收主要在小腸進(jìn)行v糖代謝的概況糖代謝的概況植物淀粉植物淀粉異麥芽糖異麥芽糖麥芽糖麥芽糖麥芽三糖麥芽三糖-臨界糊精臨界糊精動(dòng)物糖原動(dòng)物糖原蔗糖蔗糖乳糖乳糖食物食物-淀粉酶淀粉酶麥芽糖酶麥芽糖酶-葡萄糖葡萄糖酐酶酐酶異麥芽糖酶異麥芽糖酶-臨界糊精酶臨界糊精酶

3、葡萄糖葡萄糖乳糖酶乳糖酶葡萄糖葡萄糖半乳糖半乳糖蔗糖酶蔗糖酶葡萄糖葡萄糖果果 糖糖NaNa+ +依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白依賴性葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白第二節(jié)第二節(jié)糖的無(wú)氧氧化糖的無(wú)氧氧化v在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而在機(jī)體缺氧條件下，葡萄糖經(jīng)一系列酶促反應(yīng)生成丙酮酸進(jìn)而還原生成乳酸的過程稱為還原生成乳酸的過程稱為糖酵解糖酵解亦稱為亦稱為糖的無(wú)氧氧化糖的無(wú)氧氧化。v這個(gè)代謝過程常見于運(yùn)動(dòng)時(shí)的骨骼肌，因與酵母的生醇發(fā)酵這個(gè)代謝過程常見于運(yùn)動(dòng)時(shí)的骨骼肌，因與酵母的生醇發(fā)酵（葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投趸迹┓浅Ｏ嗨?。（葡萄糖分解產(chǎn)生的丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐掖己投趸迹┓浅Ｏ嗨啤糖酵

4、解的代謝反應(yīng)中由葡萄糖分解成丙酮酸的過程，又稱為糖酵解的代謝反應(yīng)中由葡萄糖分解成丙酮酸的過程，又稱為糖糖酵解途徑酵解途徑，是糖的有氧氧化和無(wú)氧氧化共有的過程，其全部反，是糖的有氧氧化和無(wú)氧氧化共有的過程，其全部反應(yīng)均在胞漿中進(jìn)行。應(yīng)均在胞漿中進(jìn)行。.一、反應(yīng)過程一、反應(yīng)過程v 第一階段：糖酵解途徑（第一階段：糖酵解途徑（1 1分子葡萄糖分解成分子葡萄糖分解成2 2分子丙酮酸）分子丙酮酸）v 第二階段：乳酸生成（丙酮酸還原成乳酸）第二階段：乳酸生成（丙酮酸還原成乳酸）CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OO OP PO OCHCH2 2H HO OP

5、POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHOHOHO OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHO OP P己糖激酶己糖激酶ATPATPADPADPMgMg2+2+6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1ATPATPADPADPMgMg2+2+CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OHOHO磷酸己糖異構(gòu)酶磷酸己糖異構(gòu)酶O OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHO OP PCHCH2 2O OP PC CCHCH2 2OHOHO OCHOCHOO OP PC

6、HOHCHOHCHCH2 2磷酸丙糖異構(gòu)酶磷酸丙糖異構(gòu)酶醛縮酶醛縮酶CHOCHOO OP PCHOHCHOHCHCH2 2C CO OP PCHOHCHOHCHCH2 2O OO OP PCOOHCOOHO OP PCHOHCHOHCHCH2 2COOHCOOHOHOHC CCHCH2 2H HO OP PCOOHCOOHC CCHCH2 2O OP PCOOHCOOHC CCHCH3 3O ONADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +PiPiADPADPATPATPH H2 2O O烯醇化酶烯醇化酶MgMg2+2+、K K+ +ATPATPADPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶3-3-磷酸甘

7、油醛磷酸甘油醛脫氫酶脫氫酶磷酸甘油酸磷酸甘油酸激酶激酶磷酸甘油酸磷酸甘油酸變位酶變位酶v除葡萄糖外，己糖激酶等可催化果糖、半乳糖等其他己糖除葡萄糖外，己糖激酶等可催化果糖、半乳糖等其他己糖轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解途徑代謝轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)變成磷酸己糖而進(jìn)入糖酵解途徑代謝轉(zhuǎn)化。COOHCOOHC CCHCH3 3O OCOOHCOOHC CCHCH3 3OHOHH HNADH+HNADH+H+ +NADNAD+ +乳酸脫氫酶乳酸脫氫酶葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖糖原糖原6-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛磷酸二羥

8、丙酮磷酸二羥丙酮1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2-2-磷酸甘油酸磷酸甘油酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸乳酸乳酸ATPATPADPADPATPATPADPADPNADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +ADPADPATPATPADPADPATPATP 己糖激酶己糖激酶 6- 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1 丙酮酸激酶丙酮酸激酶二、糖酵解的調(diào)節(jié)二、糖酵解的調(diào)節(jié)v 6- 6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1對(duì)調(diào)節(jié)糖酵解途徑的流量最重要對(duì)調(diào)節(jié)糖酵解途徑的流量最重要v丙酮酸激酶丙酮酸激酶是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)節(jié)點(diǎn)是糖酵解的第二個(gè)重要的調(diào)

9、節(jié)點(diǎn)v己糖激酶己糖激酶受到反饋抑制調(diào)節(jié)受到反饋抑制調(diào)節(jié)三、糖酵解的生理意義三、糖酵解的生理意義v主要的生理功能是在機(jī)體缺氧時(shí)迅速提供能量主要的生理功能是在機(jī)體缺氧時(shí)迅速提供能量v正常情況下為一些細(xì)胞提供部分能量正常情況下為一些細(xì)胞提供部分能量v糖酵解途徑是有氧氧化的前段過程，其一些中間產(chǎn)物是脂糖酵解途徑是有氧氧化的前段過程，其一些中間產(chǎn)物是脂類、氨基酸等合成的前體類、氨基酸等合成的前體二、糖酵解過程的能量變化二、糖酵解過程的能量變化6-6-磷酸果糖磷酸果糖11，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖1 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油

10、酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸-1-1-1-12 21 12 21 1反應(yīng)步驟反應(yīng)步驟ATPATP變化每分子葡萄糖變化每分子葡萄糖凈得凈得第三節(jié)第三節(jié)糖的有氧氧化糖的有氧氧化v有氧氧化有氧氧化是指葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化是指葡萄糖在有氧條件下徹底氧化成水和二氧化碳并釋放能量的過程。碳并釋放能量的過程。v有氧氧化是糖氧化供能的主要方式，絕大多數(shù)細(xì)胞都通過有氧氧化是糖氧化供能的主要方式，絕大多數(shù)細(xì)胞都通過它獲得能量。它獲得能量。v肌組織等進(jìn)行糖無(wú)氧分解生成的乳酸，最終仍需在有氧進(jìn)肌組織等進(jìn)行糖無(wú)氧分解生成的乳酸，最終仍需在有氧進(jìn)徹底氧化成水和二氧化碳。徹底

11、氧化成水和二氧化碳。有氧氧化過程概括：有氧氧化過程概括：O O2 2O O2 2O O2 2H H2 2O OH H+ +e+eCOCO2 2乙乙 酰酰CoACoA丙丙酮酮酸酸丙丙酮酮酸酸6-6-磷酸葡磷酸葡萄糖萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖胞胞 液液（第一階段）（第一階段）線線 粒粒 體體（第二階段）（第二階段）TACTAC（第三階段）（第三階段）丙酮酸丙酮酸 + NAD+ NAD+ + CoA+ CoASHSH乙酰乙酰CoACoA + NADH+ NADH + H+ H+ + CO+ CO2 2丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體一、有氧氧化反應(yīng)過程一、有氧氧化反應(yīng)過程（一）葡萄糖循糖酵解途

12、徑分解為丙酮酸（一）葡萄糖循糖酵解途徑分解為丙酮酸（二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰（二）丙酮酸進(jìn)入線粒體氧化脫羧生成乙酰CoACoACOOHCOOHC CCHCH3 3O OOHOHC CH HTTPTTPTTPTTPCHCH3 3HSHSHSHS(CH(CH2 2) )4 4COOHCOOHS SHSHS(CH(CH2 2) )4 4COOHCOOHCHCH3 3C CO OO OC CS SCHCH3 3CoACoAFADHFADH2 2NADH+HNADH+H+ +丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶二氫硫辛酸二氫硫辛酸轉(zhuǎn)乙酰酶轉(zhuǎn)乙酰酶二氫硫辛酸二氫硫辛酸脫氫酶脫氫酶COCO2 2S SS S

13、(CH(CH2 2) )4 4COOHCOOHFADFADNADNAD+ +FADFADTPPTPPHSHSCoACoA丙酮酸脫氫酶復(fù)合體丙酮酸脫氫酶復(fù)合體作用機(jī)制作用機(jī)制（三）乙酰（三）乙酰CoACoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)以及氧化磷酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)以及氧化磷酸化生成化生成ATPATP二、三羧酸循環(huán)二、三羧酸循環(huán)v丙酮酸氧化脫羧生成的乙酰輔酶丙酮酸氧化脫羧生成的乙酰輔酶A A要徹底氧化，這個(gè)氧化過要徹底氧化，這個(gè)氧化過程以乙酰程以乙酰CoACoA與草酰乙酸縮合成含有三羧基的檸檬酸開始，與草酰乙酸縮合成含有三羧基的檸檬酸開始，因而被稱為因而被稱為三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)；v此循環(huán)的第一個(gè)產(chǎn)物是檸檬酸，故也

14、稱為此循環(huán)的第一個(gè)產(chǎn)物是檸檬酸，故也稱為檸檬酸循環(huán)檸檬酸循環(huán)；v該循環(huán)是該循環(huán)是Hans KrebsHans Krebs于于19371937年正式提出了三羧酸循環(huán)學(xué)說，年正式提出了三羧酸循環(huán)學(xué)說，故此循環(huán)又稱為故此循環(huán)又稱為KrebsKrebs循環(huán)循環(huán)。COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHHOOCHOOCOHOHC CH HH HC CHOOCHOOCCOOHCOOHO OCHCH2 2CHCH2 2C CCoACoAS SC CCHCH2 2COOHCOOHO OCHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHCHCHCOOHCOOHCHC

15、HHOHOCOOHCOOHH HC CCHCH2 2COOHCOOHHOOCHOOCO OC CCOOHCOOHCHCH2 2NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ + + + COCO2 2NADNAD+ +HS+HSCoACoANADH+HNADH+H+ + + + COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADFADHFADH2 2H H2 2O ONADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +CHCH3 3COSCOSCoACoAHS-CoAHS-CoAH H2 2O OCOOHCOOHCHCH2 2CHCH2 2COOHCOOHOHOHC CHOOCHOOC

16、檸檬酸合酶檸檬酸合酶 順烏頭酸酶順烏頭酸酶 異檸檬酸脫氫酶異檸檬酸脫氫酶 -酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體酮戊二酸脫氫酶復(fù)合體 琥珀酰琥珀酰CoACoA合成酶合成酶 琥珀酸脫氫酶琥珀酸脫氫酶 延胡索酸酶延胡索酸酶 蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶（一）三羧酸（一）三羧酸循環(huán)的反應(yīng)過循環(huán)的反應(yīng)過程程v三羧酸循環(huán)是乙酰輔酶的徹底氧化過程，也是能量的產(chǎn)三羧酸循環(huán)是乙酰輔酶的徹底氧化過程，也是能量的產(chǎn)生過程生過程v同位素示蹤實(shí)驗(yàn)顯示；在同位素示蹤實(shí)驗(yàn)顯示；在TCATCA循環(huán)中，循環(huán)中，COCO2 2中的碳原子來(lái)自中的碳原子來(lái)自于草酰乙酸于草酰乙酸vTCATCA循環(huán)中的中間產(chǎn)物起著催化劑的作用循環(huán)中的中間產(chǎn)物起著催化劑的

17、作用CHCH3 3COSCOSCoACoAHS-CoAHS-CoA3 3NADH+HNADH+H+ +2 2COCO2 2GTPGTPGDP+PiGDP+PiFADFADFADHFADH2 23 3NADHNADH+ +2 2H H2 2O O（二）（二）TCATCA循環(huán)的調(diào)節(jié)循環(huán)的調(diào)節(jié)vTCATCA循環(huán)中有三個(gè)關(guān)鍵酶循環(huán)中有三個(gè)關(guān)鍵酶vTCATCA循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào)循環(huán)與上游和下游反應(yīng)相協(xié)調(diào)（三）（三） TCATCA循環(huán)的重要生理意義循環(huán)的重要生理意義v三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的最終代謝通路三羧酸循環(huán)是糖、脂和蛋白質(zhì)三大物質(zhì)的最終代謝通路v三羧酸循環(huán)本身并不是釋放能量、生成

18、三羧酸循環(huán)本身并不是釋放能量、生成ATPATP的主要環(huán)節(jié)，而是的主要環(huán)節(jié)，而是為氧化磷酸化反應(yīng)生成為氧化磷酸化反應(yīng)生成ATPATP提供提供NADH+HNADH+H+ +和和FADHFADH2 2v三羧酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐三羧酸循環(huán)是糖、脂肪、氨基酸代謝聯(lián)系的樞紐v三羧酸循環(huán)在提供某些物質(zhì)生物合成前體中起重要作用三羧酸循環(huán)在提供某些物質(zhì)生物合成前體中起重要作用葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段胞質(zhì)內(nèi)反應(yīng)階段線粒體內(nèi)反應(yīng)階段線粒體內(nèi)反應(yīng)階段-1-16-6-磷酸果糖磷酸果糖1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖-1-13-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛1 1，3-3-二

19、磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2 22.5 2.5 或或 2 21.51.51 1，3-3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸2 21 1磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸烯醇式丙酮酸2 21 1丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA2 22.52.5異檸檬酸異檸檬酸-酮戊二酸酮戊二酸2 22.52.5-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA2 22.52.5琥珀酰琥珀酰CoACoA琥珀酸琥珀酸2 21 1琥珀酸琥珀酸延胡索酸延胡索酸2 21.51.5蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸2 22.52.5凈生成凈生成3232（或（或3030）ATPATP反應(yīng)過程反應(yīng)過程生成生成ATPA

20、TP數(shù)數(shù)三、糖有氧氧化是機(jī)體獲得三、糖有氧氧化是機(jī)體獲得ATPATP的主要方式的主要方式四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于能量的需求四、糖有氧氧化的調(diào)節(jié)是基于能量的需求v丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)丙酮酸脫氫酶復(fù)合體的調(diào)節(jié)v三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)三羧酸循環(huán)的調(diào)節(jié)五、巴斯德效應(yīng)五、巴斯德效應(yīng)v巴斯德效應(yīng)巴斯德效應(yīng)是指在有氧的條件下，糖有氧氧化抑制糖無(wú)是指在有氧的條件下，糖有氧氧化抑制糖無(wú)氧酵解。肌組織也存在這種情況。氧酵解。肌組織也存在這種情況。v在一些代謝旺盛的正常組織和腫瘤細(xì)胞中，即使在有氧在一些代謝旺盛的正常組織和腫瘤細(xì)胞中，即使在有氧的條件下，仍然以糖無(wú)氧酵解為產(chǎn)生的主要方式，的條件下，仍然以糖無(wú)氧酵解為

21、產(chǎn)生的主要方式，稱為稱為CratreeCratree效應(yīng)效應(yīng)或或反巴斯德效應(yīng)反巴斯德效應(yīng)。第四節(jié)第四節(jié)葡萄糖的其他代謝途徑葡萄糖的其他代謝途徑一、磷酸戊糖途徑生成一、磷酸戊糖途徑生成NADPHNADPH和磷酸戊糖和磷酸戊糖v磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，是葡萄糖氧化分解的又一途在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行，是葡萄糖氧化分解的又一途徑。徑。v磷酸戊糖途徑的主要功能不是生成磷酸戊糖途徑的主要功能不是生成ATPATP，而主要是為合成反，而主要是為合成反應(yīng)提供應(yīng)提供NADPH+HNADPH+H+ +和生成用于核酸合成的和生成用于核酸合成的5-5-磷酸核糖磷酸核糖。v磷酸戊糖途徑在肝、脂肪組織、腎上腺皮質(zhì)、

22、甲狀腺、紅細(xì)磷酸戊糖途徑在肝、脂肪組織、腎上腺皮質(zhì)、甲狀腺、紅細(xì)胞、睪丸和哺乳期乳腺中活性較強(qiáng)，在紅細(xì)胞中占葡萄糖分胞、睪丸和哺乳期乳腺中活性較強(qiáng)，在紅細(xì)胞中占葡萄糖分解代謝的解代謝的5 510%10%。（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程（一）磷酸戊糖途徑的反應(yīng)過程第一階段：氧化反應(yīng)（磷酸戊糖的生成）第一階段：氧化反應(yīng)（磷酸戊糖的生成）第二階段：非氧化反應(yīng)（基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)）第二階段：非氧化反應(yīng)（基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)）6-6-磷酸葡糖磷酸葡糖6-6-磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯磷酸葡萄糖酸內(nèi)酯6-6-磷酸葡萄糖酸磷酸葡萄糖酸5-5-磷酸核酮糖磷酸核酮糖5-5-磷酸木酮糖磷酸木酮糖5-5-磷酸核糖磷酸核糖5-5-磷酸木酮糖磷

23、酸木酮糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛6-6-磷酸果糖磷酸果糖4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖7-7-磷酸景天糖磷酸景天糖6-6-磷酸果糖磷酸果糖3-3-磷酸甘油醛磷酸甘油醛NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +H H2 2O OCOCO2 2葡萄糖分解途徑葡萄糖分解途徑6-6-磷酸葡糖脫氫酶磷酸葡糖脫氫酶內(nèi)酯酶內(nèi)酯酶轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)醛醇酶轉(zhuǎn)醛醇酶磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑6-6-磷酸葡糖酸脫氫酶磷酸葡糖酸脫氫酶 異（表）構(gòu)異（表）構(gòu)酶酶NADPH+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +轉(zhuǎn)酮醇酶轉(zhuǎn)酮醇酶（二）磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)（二）磷酸戊糖途徑的調(diào)節(jié)v6-6-磷酸葡萄糖脫氫酶

24、磷酸葡萄糖脫氫酶是磷酸戊糖途徑的限速酶，其活性是磷酸戊糖途徑的限速酶，其活性決定決定6-6-磷酸葡萄糖進(jìn)入此途徑的流量。磷酸葡萄糖進(jìn)入此途徑的流量。v磷酸戊糖途徑的快速調(diào)節(jié)主要受磷酸戊糖途徑的快速調(diào)節(jié)主要受NADPH/NADPHNADPH/NADPH+ +比例的影比例的影響。響。（三）磷酸戊糖途徑的生理意義（三）磷酸戊糖途徑的生理意義v為核酸的生物合成提供核糖為核酸的生物合成提供核糖v 肌肉組織內(nèi)磷酸核糖依靠基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成。肌肉組織內(nèi)磷酸核糖依靠基團(tuán)轉(zhuǎn)移反應(yīng)生成。v提供提供NADPH+HNADPH+H+ + 作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)作為供氫體參與多種代謝反應(yīng)v NADPH+HNADPH+H

25、+ + 是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；是體內(nèi)許多合成代謝的供氫體；v NADPH+HNADPH+H+ + 參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)；參與體內(nèi)的羥化反應(yīng)；v NADPH+HNADPH+H+ + 用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)（用于維持谷胱甘肽的還原狀態(tài)（蠶豆病蠶豆?。＃?。二、糖醛酸途徑可生成葡萄糖醛酸二、糖醛酸途徑可生成葡萄糖醛酸三、多元醇途徑可生成木糖醇、山梨醇等三、多元醇途徑可生成木糖醇、山梨醇等第五節(jié)第五節(jié)糖原的合成與分解糖原的合成與分解v糖原糖原是體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，是體內(nèi)糖的儲(chǔ)存形式，攝入的糖類大部分轉(zhuǎn)變成脂肪攝入的糖類大部分轉(zhuǎn)變成脂肪后儲(chǔ)存于脂肪組織內(nèi)，只有一小部分以糖原的形式儲(chǔ)存。后儲(chǔ)存于脂肪

26、組織內(nèi)，只有一小部分以糖原的形式儲(chǔ)存。v糖原生物學(xué)意義在于迅速提供葡萄糖，主要以肝糖原和肌糖原生物學(xué)意義在于迅速提供葡萄糖，主要以肝糖原和肌糖原形式存在。糖原形式存在。肝糖原肝糖原的合成與分解主要是為了維持血糖的合成與分解主要是為了維持血糖嘗試的相對(duì)恒定；嘗試的相對(duì)恒定；肌糖原肌糖原是肌肉糖酵解的主要來(lái)源。是肌肉糖酵解的主要來(lái)源。v糖原由許多葡萄糖殘基為基本單位通過糖原由許多葡萄糖殘基為基本單位通過-1-1，4-4-糖苷鍵糖苷鍵和和-1-1，6-6-糖苷鍵糖苷鍵連接而成的帶有分支的大分子多糖，其存連接而成的帶有分支的大分子多糖，其存在于細(xì)胞質(zhì)中。在于細(xì)胞質(zhì)中。-1-1，4-4-糖苷鍵糖苷鍵-1

27、-1，6-6-糖苷鍵糖苷鍵還原末端還原末端一、糖原的合成代謝一、糖原的合成代謝（一）糖鏈的延長(zhǎng)（一）糖鏈的延長(zhǎng)（二）糖鏈分支（二）糖鏈分支CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HOHOHH HH HO OHOHOH HH H葡糖磷酸葡糖磷酸變位酶變位酶ATPATPADPADPMgMg2+2+UTP +UTP +己糖激酶己糖激酶UDPGUDPG焦磷酸化酶焦磷酸化酶CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HOHOHH HH HO OO OH HH HP PCHCH2 2HOHOOHOHHOHOH HOHOHH HH HO OO OH HH HP PCHCH2 2HOHOOHOHHOHOH H

28、OHOHH HH HO OO OH HH HP PP P尿苷尿苷PPiPPi-1,4-1,4-糖苷鍵糖苷鍵 -1,6-1,6-糖苷鍵糖苷鍵 分支酶分支酶 二、糖原的分解代謝二、糖原的分解代謝v在限速酶在限速酶糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶的催化下，糖原從分支的非還原端的催化下，糖原從分支的非還原端開始，逐個(gè)分解以開始，逐個(gè)分解以-1-1，4-4-糖苷鍵連接的葡萄糖殘基，形糖苷鍵連接的葡萄糖殘基，形成成1-1-磷酸葡萄糖。磷酸葡萄糖。 v1-1-磷酸葡萄糖轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿崞咸烟寝D(zhuǎn)變?yōu)?-6-磷酸葡萄糖后，肝及腎中含有磷酸葡萄糖后，肝及腎中含有葡萄葡萄糖糖-6-6-磷酸酶磷酸酶，使其水解變成游離的葡萄糖，釋放

29、到血中，使其水解變成游離的葡萄糖，釋放到血中，維持血糖濃度的相對(duì)恒定。維持血糖濃度的相對(duì)恒定。 脫脫支支酶酶（葡聚糖轉(zhuǎn)移酶）葡聚糖轉(zhuǎn)移酶） 磷酸化酶磷酸化酶 脫脫支支酶酶（-1-1，6-6-糖苷酶）糖苷酶） 糖原糖原G Gn+1n+11-1-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖UDPGUDPG糖原磷酸化酶糖原磷酸化酶糖原合酶糖原合酶糖原糖原G Gn n6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖PiPiUDPUDPPPiPPiUTPUTP糖原合成與分解糖原合成與分解PiPiH H2 2O OADPADPATPATP三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)三、糖原合成與分解的調(diào)節(jié)v磷酸化酶磷酸化酶有磷酸化和去磷酸化兩種形式，當(dāng)其有

30、磷酸化和去磷酸化兩種形式，當(dāng)其1414位位絲氨酸被磷酸化后，活性很低的磷酸化酶（磷酸化酶絲氨酸被磷酸化后，活性很低的磷酸化酶（磷酸化酶b b）轉(zhuǎn)彎成活性很強(qiáng)的磷酸型磷酸化酶（磷酸化酶轉(zhuǎn)彎成活性很強(qiáng)的磷酸型磷酸化酶（磷酸化酶a a）；磷酸）；磷酸化過程由磷酸化酶化過程由磷酸化酶b b激酶催化。激酶催化。v糖原合酶糖原合酶糖原合酶也有兩種形式，糖原合酶糖原合酶也有兩種形式，糖原合酶a a有活有活性，磷酸化后的糖原合酶性，磷酸化后的糖原合酶b b無(wú)活性。無(wú)活性。激素（胰高血糖素、腎上腺素等）激素（胰高血糖素、腎上腺素等）ACACACAC（有活性）（有活性）ATPATPcAMPcAMPPKAaPKAa

31、PKAPKA磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶磷酸化酶磷酸化酶b b激酶激酶- P- PPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1-1磷酸化酶磷酸化酶a- Pa- P磷酸化酶磷酸化酶b bPiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1-1PiPi磷蛋白磷酸酶磷蛋白磷酸酶-1-1糖原合酶糖原合酶a a糖原合酶糖原合酶b- Pb- P胰島素胰島素磷蛋白磷酸酶抑制物磷蛋白磷酸酶抑制物-1- P-1- P磷蛋白磷酸酶抑制物磷蛋白磷酸酶抑制物-1-1（二）（二） 糖原合酶的調(diào)節(jié)糖原合酶的調(diào)節(jié)（一）（一） 糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié)糖原磷酸化酶的調(diào)節(jié)葡萄糖葡萄糖CaCa2+2+AMPAMPATPATP、G-6-PG-6-P四、糖原累

32、積癥是由先天酶缺陷所致四、糖原累積癥是由先天酶缺陷所致v糖原累積癥糖原累積癥是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某是一類遺傳性代謝病，其特點(diǎn)為體內(nèi)某些器官組織中有大量糖原堆積。些器官組織中有大量糖原堆積。v引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代引起糖原累積癥的原因是患者先天性缺乏與糖原代謝有關(guān)的酶類。謝有關(guān)的酶類。v糖原累積癥主要累及肝和肌肉，其次是心臟。糖原累積癥主要累及肝和肌肉，其次是心臟。正常正常肝肝肝臟磷酸化酶激酶缺陷肝臟磷酸化酶激酶缺陷分支多，外周糖分支多，外周糖鏈短鏈短肝、肌肉肝、肌肉脫支酶缺失脫支酶缺失正常正常所有組織所有組織-葡糖苷酶葡糖苷酶正常正常肝、腎肝、腎葡萄糖葡萄糖-

33、6-6-磷酸酶缺陷磷酸酶缺陷分支少，外周糖分支少，外周糖鏈特別長(zhǎng)鏈特別長(zhǎng)肝、脾肝、脾分支酶缺失分支酶缺失正常正常肌肉肌肉肌糖原磷酸化酶缺失肌糖原磷酸化酶缺失正常正常肝肝肝糖原磷酸化酶缺陷肝糖原磷酸化酶缺陷正常正常肌肉、紅細(xì)胞肌肉、紅細(xì)胞磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶1 1缺陷缺陷糖原結(jié)構(gòu)糖原結(jié)構(gòu)受害器官受害器官缺陷的酶缺陷的酶型別型別各種類型糖原累積癥各種類型糖原累積癥第六節(jié)第六節(jié)糖糖 異異 生生v糖異生糖異生是指非糖化合物如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸及是指非糖化合物如生糖氨基酸、乳酸、丙酮酸及甘油等轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。甘油等轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟腔蛱窃倪^程。v肝肝是糖異生作用的主要器官，是糖異生作用的

34、主要器官，腎腎在正常情況下葡糖異生在正常情況下葡糖異生能力只有肝的能力只有肝的1/101/10，長(zhǎng)期饑餓時(shí)腎葡糖異生能力大大增，長(zhǎng)期饑餓時(shí)腎葡糖異生能力大大增強(qiáng)。強(qiáng)。一、糖異生反應(yīng)過程一、糖異生反應(yīng)過程v從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程稱為從丙酮酸生成葡萄糖的具體反應(yīng)過程稱為糖異生途徑糖異生途徑。v糖異生途徑基本上是糖酵解反應(yīng)的逆反應(yīng)，也包括部分三羧糖異生途徑基本上是糖酵解反應(yīng)的逆反應(yīng)，也包括部分三羧酸循環(huán)的逆反應(yīng)。酸循環(huán)的逆反應(yīng)。v在糖酵解途徑中，由于在糖酵解途徑中，由于己糖激酶己糖激酶、6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-1和和丙酮丙酮酸激酶酸激酶催化的反應(yīng)不可逆，因此，要完成葡萄糖酵解

35、的逆反催化的反應(yīng)不可逆，因此，要完成葡萄糖酵解的逆反應(yīng)，必須使這三步反應(yīng)能逆向進(jìn)行。應(yīng)，必須使這三步反應(yīng)能逆向進(jìn)行。（一）（一） 丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路變成磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸經(jīng)丙酮酸羧化支路變成磷酸烯醇式丙酮酸COOHCOOHC CCHCH2 2O OP PCOOHCOOHC CCHCH3 3O OCOOHCOOHC CCHCH2 2O OCOOHCOOHATP+COATP+CO2 2ADP+PiADP+PiMgMg2+2+丙酮酸羧化酶丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶酮酸羧激酶GDP+COGDP+CO2 2 GTPGTPMgMg2+2+、K K+ +ATPATP丙酮酸激酶丙酮

36、酸激酶ADPADPCOOHCOOHC CCHCH2 2O OP PCOOHCOOHC CCHCH3 3O O（生物素）（生物素）基質(zhì)側(cè)基質(zhì)側(cè)胞液側(cè)胞液側(cè)線粒體線粒體內(nèi)膜內(nèi)膜蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸NADH+HNADH+H+ +NADNAD+ +草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸NADH+HNADH+H+ +NADNAD+ +蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸谷草轉(zhuǎn)氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酸-酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酸蘋果酸脫氫酶蘋果酸脫氫酶（二）（二） 1 1，6-6-二磷酸果糖轉(zhuǎn)變?yōu)槎姿峁寝D(zhuǎn)變?yōu)?

37、-6-磷酸果糖磷酸果糖O OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHOHOHO OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHO OP P1 1，6-6-二磷酸酶二磷酸酶-1-1O OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHOHOHO OCHCH2 2H HO OP POHOHH HHOHOH HCHCH2 2OHOHO OP P6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1ATPATPADPADPMgMg2+2+PiPiH H2 2O O（三）（三） 6-6-磷酸果糖水解為葡萄糖磷酸果

38、糖水解為葡萄糖CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OO OP P葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶磷酸酶CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OHOHOCHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OO OP P己糖激酶己糖激酶ATPATPADPADPMgMg2+2+CHCH2 2OHOHOHOHHOHOH HH HOHOHH HH HH HO OHOHOPiPiH H2 2O O二、糖異生的調(diào)節(jié)二、糖異生的調(diào)節(jié)v6-6-磷酸果糖磷酸果糖與與1,6-1,6-二磷酸葡萄糖二磷酸葡萄糖之間

39、的底物循環(huán)之間的底物循環(huán)v磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸與與丙酮酸丙酮酸之間的底物循環(huán)之間的底物循環(huán)果糖二磷酸酶果糖二磷酸酶-1-16-6-磷酸果糖磷酸果糖1,6-1,6-二磷酸葡萄糖二磷酸葡萄糖ATPATPADPADPPiPi6-6-磷酸果糖激酶磷酸果糖激酶-1-12 2，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖AMPAMP草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸丙酮酸ATPATPADPADP丙酮酸激酶丙酮酸激酶1 1，6-6-二磷酸果糖二磷酸果糖乙酰乙酰CoACoA三、糖異生的生理意義三、糖異生的生理意義v維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用v糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑（糖異生是補(bǔ)充或恢復(fù)肝糖原儲(chǔ)備的重要途徑（三三碳途徑碳途徑或或間接途徑間接途徑）v腎糖異生增強(qiáng)有利于維持酸堿平衡腎糖異生增強(qiáng)有利于維持酸堿平衡四、肌中產(chǎn)生的乳酸形成乳酸循環(huán)四、肌中產(chǎn)生的乳酸形成乳酸循環(huán)v肌收縮（尤其是供氧不足時(shí)）通過糖酵解生成乳酸，肌收縮（尤其是供氧不足時(shí)）通過糖酵解生成乳酸，乳酸通過細(xì)胞膜彌散進(jìn)入血液后再入肝，在肝內(nèi)異生乳酸通過細(xì)